【摘要】：隨著科學技術(shù)的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于家庭安全，居住舒適，生活便捷等方面的要求越來越高。本論文正是在順應(yīng)了人們這些需求之下，以嵌入式linux2.6為操作系統(tǒng)，以ARM9CPU為硬件基礎(chǔ)，設(shè)計并實現(xiàn)了一個由中央處理器集中控制和管理的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)向互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)器功能，不僅可以通過互聯(lián)網(wǎng)終端上的IE瀏覽器網(wǎng)絡(luò)控制和訪問連接在家居網(wǎng)絡(luò)中所有的電器設(shè)備（如照明，家電，溫濕度監(jiān)控，空氣監(jiān)測，視頻監(jiān)控等），還實現(xiàn)了對家居溫濕度環(huán)境和室內(nèi)空氣質(zhì)量情況的實時監(jiān)測。 本文是在分析了各種家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品設(shè)計方案的優(yōu)缺點，并對各種實現(xiàn)技術(shù)進行了深入研究之后，研究并開發(fā)了一個基本可以滿足用戶需求的嵌入式智能家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容如下： 1.給出了一個完整的ARM-嵌入式Linux智能家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，并從硬件和軟件兩個方面對整個系統(tǒng)的方案選型（包括嵌入式處理器的選型，硬件平臺的搭建，嵌入式操作系統(tǒng)的選型，整個系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計）和確定都做了詳細的論證。 2.在U-Boot源代碼的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的硬件配置重新設(shè)計了與S3C2440CPU體系結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的代碼，實現(xiàn)了NANDFLASH和NORFLASH雙啟動方式。添加了USB下載功能，修改了DM9000網(wǎng)卡驅(qū)動。添加了NANDFLASH驅(qū)動，實現(xiàn)了燒寫任意字節(jié)大小的的內(nèi)核和YAFFS2文件系統(tǒng)的功能。實現(xiàn)了直接引導(dǎo)zImage格式的內(nèi)核鏡像的功能。 3.對各個硬件模塊的控制原理都進行了詳細的分析，開發(fā)了電燈驅(qū)動程序，直流電機驅(qū)動程序，步進電機驅(qū)動程序，溫濕度監(jiān)控驅(qū)動程序以及空氣監(jiān)測驅(qū)動程序，并對驅(qū)動程序開發(fā)所涉及到的如內(nèi)核定時器，中斷處理，阻塞型輸入輸出，并發(fā)控制等技術(shù)及設(shè)計技巧都進行了研究。最后對各個模塊驅(qū)動的設(shè)計都做了測試和驗證。 4.在嵌入式WEB服務(wù)器的基礎(chǔ)上，使用CGI+HTML技術(shù)為整個系統(tǒng)開發(fā)了一整套應(yīng)用程序，，并在實驗室環(huán)境下對該系統(tǒng)進行了整體測試。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)完成了預(yù)期功能，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，易于使用。相比于同類嵌入式家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)方案，在軟硬件成本和開發(fā)周期方面有一定的優(yōu)勢。
【圖文】：

采用客戶端+服務(wù)端方式開發(fā)的智能家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，只要隨身擁有一個網(wǎng)設(shè)備（如手機，上網(wǎng)本，筆記本電腦）就可以輕松的使用 IE 瀏覽器登陸到系的主頁面上控制和管理連在服務(wù)器上的任何設(shè)備。真正實現(xiàn)了在任何時候任何點都可以監(jiān)控家中發(fā)生的一切。另外使用現(xiàn)成的互聯(lián)網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)控制終端和家網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的通信線路，不但避免了很多技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品穩(wěn)定性難題，也可降低軟硬件的研發(fā)成本。2.2 系統(tǒng)設(shè)計目標圖 2-1 是本論文研究的整個家居網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。分為客戶端和務(wù)端兩部分，客戶端為可以連接到互聯(lián)網(wǎng)并且可以使用 IE 瀏覽器瀏覽網(wǎng)絡(luò)信息任何設(shè)備。服務(wù)端是由一個中央處理器集中控制和管理的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它接來自遠程控制終端的信息，并對接收到信息進行綜合分析之后，進而發(fā)出指令相應(yīng)模塊做出智能化的動作，最后將結(jié)果返回給控制終端

體系架構(gòu)處理器是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的一種微處理器，是嵌入式應(yīng)用領(lǐng)處于領(lǐng)先地位的 32 位 RISC 處理器。 他在高性能和低功耗方面具有明顯由 SAMSUNG 公司生產(chǎn) S3C2440A 控制器[9]是 ARM 系列處理器中的佼佼理器基于ARM920內(nèi)核，主頻高達405MHz，指令執(zhí)行速度達到1.1MIPS/MMU(內(nèi)存管理單元)，性價比極高，片上資源豐富：集成了 NANDFLAS，UART，DSP，USB 等功能部件；同時支持大/小端模式存儲字數(shù)據(jù)，K，每個 BANK 為 128 字節(jié)，因此其尋址空間達到 1G 字節(jié)，對于外部 數(shù)據(jù)寬度可以達到 8/16/32 位；支持 NORFLAH/NANDFLASH，EEPRO ROM 啟動方式。同時在 Linux 操作系統(tǒng)中有較完善的驅(qū)動支持。用此440A 做為本系統(tǒng)的主控制器。2 系統(tǒng)硬件平臺選型為了加快開發(fā)進度，減少硬件開發(fā)成本，本次系統(tǒng)設(shè)計是以在實驗室已 實驗板上開發(fā)所有的軟件，調(diào)試穩(wěn)定后，再設(shè)計和生產(chǎn)系統(tǒng)所需要的硬
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP273.5;TP368.1

【參考文獻】

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1 吳雪琴;基于S3C2410遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2010年

2 王顯濤;GPRS遠程監(jiān)控系統(tǒng)[D];電子科技大學;2005年

3 徐晟;嵌入式文件系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2006年

4 任飛;基于H.264的視頻采集編碼系統(tǒng)設(shè)計[D];電子科技大學;2006年

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6 李程;基于嵌入式的智能家居系統(tǒng)研究[D];電子科技大學;2006年

7 劉濤;一種嵌入式實時Linux的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2007年

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9 張涵;基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2009年

10 馬季;智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];中國海洋大學;2009年

本文編號：2532343